CN106286226B - 一种压缩机的油泵及变频压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种压缩机的油泵及变频压缩机。油泵包括曲轴、芯轴和泵套；芯轴包括上芯轴和下芯轴；曲轴的下端面设置槽孔，曲轴的侧壁设置有节流孔；泵套在上芯轴与下芯轴连接的部位形成环形容腔；上芯轴的侧壁设置有上输油孔；下芯轴内设置有下输油孔；芯轴旋转时，润滑油能够从油池依次经过所述下输油孔、所述环形容腔、所述上输油孔、所述槽孔、所述节流孔进入所述曲轴外侧壁的空间。该变频压缩机安装了上述油泵。本发明的压缩机的油泵及变频压缩机，其油泵中的芯轴旋转，泵套不旋转而沿芯轴的轴线方向移动，实现了压缩机的泵油能力控制，具有结构简单、安装方便等优点，且所需储油量较少、对噪音及系统影响较小。

Description

一种压缩机的油泵及变频压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种压缩机的油泵及变频压缩机。

背景技术

压缩机(Compressor)，是将低压气体提升为高压气体的一种从动的流体机械，是制冷系统的心脏。它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力，从而实现压缩→冷凝(放热)→膨胀→蒸发(吸热)的制冷循环。

压缩机的结构包括缸体、转子、定子、活塞、阀片、连杆、曲轴、端盖等零部件。其中相对运动的部件较多，特别是相对运动的部件之间需要满足一定的润滑和降温效果。

而现有技术中各种压缩机，特别是变频压缩机的润滑油供油结构设计和供油方式，对变频压缩机的使用性能影响较大。

在现有技术中，变频压缩机的供油，其螺旋芯轴一般通过支架与定子上预设的安装孔与油池本体连接，使其不旋转不脱落，而泵套则与曲轴固定连接一起旋转，从而实现泵套与芯轴相对旋转，产生泵油的作用。

现有技术的变频压缩机及其油泵，由于结构设计和驱动方式的设计缺陷，存在以下缺点：

A)油泵的螺旋芯轴需采用支架、定子骨架与压缩机本体连接，要求其生产过程具有多道安装工序；

B)由于上述原因，油泵需要增加一个专门的零件——支架；

C)由于上述原因，油泵的油池底部须留出容纳支架的空间，故对储油量要求较大；

D)由于上述原因，定子骨架需设计支架的安装位，导致结构复杂、安装空间过大；

E)现有技术中，泵油组件的流量关系式为：Q∝ωrsΨ；

其中，Q为流量，ω为转子转速，r为芯轴半径，s为螺旋槽截面积，而Ψ＝C^δ/κτ；其中，C∈(0，1)，是由几何结构决定的常数，δ芯轴与外套之间法向间隙，κ为粘度系数，τ为油的粘度。由上述关系式可知，螺旋泵的泵油能力Q与间隙δ、粘度τ及转速ω等有关，在油的粘度不变的情况下，与转速ω、间隙δ相关；

F)现有技术中，油泵没有设计出与转速相关的参数结构，即工作中间隙不随转速变化而发生变化，不具备自动调节泵油能力的功能。在满足低速供油量时，其在高速时供油量就会增大，大量的油被甩出对噪音、对制冷等系统带来不利影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压缩机的油泵及变频压缩机，以解决现有技术中压缩机的油泵及变频压缩机存在的安装布置结构复杂、安装空间要求高、储油量要求高且无法实现调节泵油能力等问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的一种压缩机的油泵，包括曲轴、芯轴和泵套；所述芯轴包括上芯轴和下芯轴，所述上芯轴直径小，所述下芯轴直径大；所述曲轴的下端面设置凹陷的圆柱形槽孔，所述上芯轴的侧壁过盈配合套接在所述槽孔内，所述曲轴的侧壁设置有节流孔，使所述槽孔与所述曲轴的外壁空间连通；所述泵套贴合套接在所述上芯轴与所述下芯轴的外侧，在所述上芯轴与所述下芯轴连接的部位形成环形容腔；所述上芯轴的侧壁设置有上输油孔，连通所述环形容腔和所述槽孔；所述下芯轴内设置有下输油孔，连通所述环形容腔和所述下芯轴下端面外侧的空间。

将所述下芯轴的下端面伸入油池，驱动所述曲轴带动所述芯轴旋转时，润滑油能够从油池依次经过所述下输油孔、所述环形容腔、所述上输油孔、所述槽孔、所述节流孔进入所述曲轴外侧壁的空间。

进一步，所述芯轴设置有沿轴线方向的溢流孔，所述溢流孔连通所述槽孔与油池。该技术方案的技术效果在于：溢流孔的作用在于将输送过多的油料返回油池，这是另一种控制油量的方式，该方式可不要求泵套和芯轴为锥体配合，即两者的配合面为圆柱面时也可起到控油作用——当进入槽孔的油量过大时，直接回流至油池，避免油泵负载增加。

进一步，所述下输油孔为螺旋孔，所述螺旋孔由所述泵套的内壁与设置在所述下芯轴外壁上的螺旋槽配合形成。该技术方案的技术效果在于：螺旋孔由泵套的内壁与设置在下芯轴外壁上的螺旋槽配合形成，当下芯轴旋转时，螺旋孔能够将油池中的润滑油提升向上输送，并且在低转速时，能够将油料输送到较高的位置。

进一步，所述下芯轴的外形呈圆台体，其上端面的直径小于其下端面的直径，所述泵套的内壁贴合地套接所述下芯轴的外壁；所述泵套浮动约束在压缩机定子上，能够沿所述芯轴的轴线方向平移。该技术方案的技术效果在于：圆台体外形的下芯轴配合泵套的浮动约束，能够起到自行调节泵油能力的作用——当上方槽孔内润滑油量较多造成油压增大时，环形容腔内的油料压力推动泵套向上移动，使得泵套与下芯轴之间的缝隙增加，从而减少润滑油向槽孔中泵入的速率，实现泵油的自动调节控制。

进一步，所述下输油孔倾斜设置，连通所述环形容腔和油池。该技术方案的技术效果在于：下输油孔设置在下芯轴本体内，与竖直的芯轴轴线形成一定的倾斜角度，则在芯轴旋转时能够将油池中的润滑油通过离心力引入环形容腔。本结构形式的输油孔，减少下芯轴的外壁浸入油池部分对润滑油的搅拌作用，降低了能耗水平和噪音水平。

进一步，还包括环槽或盲孔，所述环槽或所述盲孔设置于所述上芯轴与所述槽孔的配合面。该技术方案的技术效果在于：由于上芯轴与槽孔之间为过盈配合，在曲轴的槽孔壁开设环槽或盲孔。该结构使上芯轴越过槽孔的过盈配合段的材料所具备的弹性在环槽或盲孔内释放，故材料蠕变倾向于环槽或盲孔，提高油泵组件(即芯轴和泵套)与曲轴连接的可靠性。

进一步，还包括限位凸起；所述限位凸起设置在所述泵套内腔的上沿，且向下延伸；所述限位凸起允许润滑油从所述下输油孔进入所述上输油孔。该技术方案的技术效果在于：油泵工作时，泵套上下平移，为保证低速状态下具有一定的通流面积，在泵套内腔的上沿设置向下延伸的限位凸起，能够避免低速时供油能力不足。

进一步，所述上输油孔为圆环槽孔、半环槽孔或者平直的沉槽。该技术方案的技术效果在于：上输油孔连通的是槽孔和环形容腔，将上输油孔设置为圆环槽孔、半环槽孔或者平直的沉槽，使用者可根据不同的安装结构要求以及不同的油料粘度特征，选择不同结构形式的上输油孔形式，使设备更加具备针对性和灵活适用性，满足多种市场和工程的需求。

进一步，还包括防脱凸起，所述防脱凸起设置在所述上芯轴的侧壁，用于限制所述泵套向上平移脱离所述芯轴。该技术方案的技术效果在于：防脱凸起设置在上芯轴的侧壁，便于生产者和使用者将泵套和芯轴扣合形成整体装置，便于包装、管理和安装。

本发明还提供的一种变频压缩机，变频压缩机安装有上述油泵。由于变频电机驱动的压缩机，其转速在大范围内变化对泵油能力提出了新的要求，上述油泵具备根据转速的变化自动调节泵油能力，更加适应变频压缩机的使用要求。

本发明的有益效果是：

1、节省了零件支架，避免芯轴通过支架和定子骨架安装，简化了结构及安装程序。

2、避免芯轴的支架设置在油池内部，从而导致储油空间的增大而额外增加储油量。

3、泵套通过定子骨架浮动约束在压缩机本体上，结构简单，无需另行设计安装位及空间。

4、油泵中芯轴旋转，泵套不旋转而沿芯轴的轴线方向移动，实现了压缩机的泵油能力随转速变化而自动调节，具有结构简单、安装方便等优点，且相对可节省储油量、对噪音及压缩机的其他系统影响较小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的压缩机的油泵实施例一的结构示意图；

图2为本发明提供的压缩机的油泵实施例二的结构示意图。

附图标记：

1-曲轴； 2-上芯轴； 3-下芯轴；

4-泵套； 5-槽孔； 6-节流孔；

7-环形容腔； 8-上输油孔； 9-下输油孔；

10-油池； 11-溢流孔； 12-限位凸起；

13-防脱凸起。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供了一种压缩机的油泵，其中：图1为本发明提供的压缩机的油泵实施例一的结构示意图；图2为本发明提供的压缩机的油泵实施例二的结构示意图。如图1、2所示，压缩机的油泵主要结构包括曲轴1、芯轴和泵套4。其中，芯轴包括上芯轴2和下芯轴3，上芯轴2直径小，下芯轴3直径大；曲轴1的下端面设置有凹陷的圆柱形槽孔5，上芯轴2的侧壁过盈配合套接在槽孔5内，曲轴1的侧壁设置有节流孔6，使槽孔5与曲轴1的外壁空间连通。泵套4贴合套接在上芯轴2与下芯轴3的外侧，在上芯轴2与下芯轴3连接的部位形成环形容腔7。上芯轴2的侧壁设置有上输油孔8，连通环形容腔7和槽孔5；下芯轴3内设置有下输油孔9，连通环形容腔7和下芯轴3下端面外侧的空间。

在现有技术中，压缩机特别是变频压缩机的供油，其芯轴一般通过支架与定子上预设的安装孔与油池10本体连接，使其不旋转不脱落，而泵套4则与曲轴1固定连接一起旋转，从而实现泵套4相对芯轴旋转，产生泵油的作用。

现有技术的压缩机及其油泵，由于结构设计和驱动方式的设计缺陷，存在以下缺点：

A)油泵的芯轴需采用支架、定子骨架与压缩机本体连接，要求其生产过程具有多道安装工序；

B)由于上述原因，油泵需要增加一个专门的零件——支架；

C)由于上述原因，油泵的油池10底部须留出容纳支架的空间，故对储油量要求较大；

D)由于上述原因，定子骨架需设计支架的安装位，导致结构复杂、安装空间过大；

E)在压缩机的工作过程中，泵油量受转速影响较大；在低速时有合适的供油量，当芯轴在高速旋转时，其泵油能力不能得到调节控制，大量的油被甩出，对压缩机制冷等系统、对噪音都带来不利影响。

本实施例的油泵，能够较好地解决上述问题。

1、节省了零件支架，避免芯轴通过支架和定子骨架安装，简化了结构及安装程序。

2、避免芯轴的支架设置在油池10内部，从而导致储油空间的增大而额外增加储油量。

3、泵套4通过定子骨架浮动约束在压缩机本体上，结构简单，无需另行设计安装位及空间。

4、油泵中的芯轴旋转，泵套4不旋转而仅沿芯轴的轴线方向移动，本方案的结构设计，满足了压缩机在低速运转时供油充足，在高速运转时的泵油能力受到扼制：

芯轴在旋转速度不断增大时，压入曲轴1内槽孔5的油量随之增大，而由于节流孔6具有输油阻力，故槽孔5内的油压也随之升高，当转速达到工作转速时，即油压升高到与泵套4的重量相等，达到压力平衡状态，此后转速在较宽的范围内增加，压力不再随转速变化，供油进入相对稳定状态；泵套4被油压驱使向上提升后，导致泵套4与下芯轴3的锥面之间间隙变大，泵油能力便受到扼制，由前述的关系式：

Q∝ωrsΨ，

Ψ＝C^δ/κτ，其中C∈(0，1)

可知，泵油能力与间隙大小相关，间隙大泵油能力差，反之亦然。

所以，油泵具有结构简单、安装方便等优点，相对节省了储油量、在对噪音及制冷系统的影响都较小的情况下，具有自我调节泵油能力的功能。

在本实施例的可选方案中，如图1、2所示，进一步地，芯轴设置有沿轴线方向的溢流孔11，溢流孔11连通槽孔5与油池10。在本实施例中，溢流孔11的作用在于将输送过多油料返回油池10，这是另一种控制油量的方式，该方式可不要求泵套4和芯轴为锥体配合，即两者的配合面为圆柱面时也可起到控油作用——当进入槽孔5的油量过大时，直接回流至油池10。

实施例一：

在本实施例的可选方案中，如图1所示，进一步地，下输油孔9为螺旋孔，由泵套4的内壁与设置在下芯轴3外壁上的螺旋槽配合形成。在本实施例中，螺旋孔由泵套4的内壁与设置在下芯轴3外壁上的螺旋槽配合形成，当下芯轴3旋转时，螺旋孔能够将油池10中的润滑油提升向上输送，并且在低转速时，即可将油料输送到较高的位置。

在本实施例的可选方案中，如图1所示，进一步地，下芯轴3的外形呈圆台体，其上端面的直径小于其下端面的直径，泵套4的内壁贴合地套接下芯轴3的外壁；而泵套4浮动约束在压缩机定子上，能够沿芯轴的轴线方向平移。在本实施例中，圆台体外形的下芯轴3配合泵套4的浮动约束，能够起到自行调节泵油能力的作用——当上方槽孔5内润滑油量较多造成油压增大时，环形容腔7内的油料压力推动泵套4向上移动，使得泵套4与下芯轴3之间的缝隙增加，从而降低润滑油通路中的油压，减少润滑油向槽孔5中泵入的速率，实现泵油的自动调节控制。

实施例二：

在本实施例的可选方案中，如图2所示，进一步地，下输油孔9倾斜设置，连通环形容腔7和油池10。将下输油孔9设置在下芯轴3本体内，与竖直的芯轴轴线形成一定的倾斜角度，则在芯轴旋转时通过离心力能够将油池10中的润滑油引入环形容腔7。本结构形式的油泵减小下芯轴3的外壁浸入油池部分对润滑油的搅拌作用，降低了能耗水平和噪音水平。

在实施例一、二的可选方案中，进一步地，在曲轴1的槽孔5侧壁开设有环槽或盲孔。在本实施例中，由于上芯轴2与槽孔5之间为过盈配合，上芯轴2越过槽孔5过盈配合段的材料所具备的弹性在环槽或盲孔内释放，故材料蠕变倾向于环槽或盲孔，避免上芯轴2与槽孔5之间过盈配合失效而导致泵油能力丧失。

在实施例一、二的可选方案中，如图1、2所示，进一步地，油泵还包括限位凸起12。具体地，限位凸起12设置在泵套4内腔的上沿，且向下延伸，同时限位凸起12允许润滑油从下输油孔9进入上输油孔8。在本实施例中，油泵工作时，泵套4上下平移，在泵套4内腔的上沿设置向下延伸的限位凸起12，能够避免泵套4过度向下运动致使环形容腔7过小甚至堵塞润滑油的流通路径。其中，限位凸起12可以设置为多个支柱，或者带有通孔的环形凸台，以保证油路畅通。

在实施例一、二的可选方案中，如图1、2所示，进一步地，上输油孔8为圆环槽孔5、半环槽孔5或者平直的沉槽。由于上输油孔8连通的是槽孔5和环形容腔7，将上输油孔8设置为圆环槽孔5、半环槽孔5或者平直的沉槽，使用者可根据不同的润滑油输送速度要求以及不同的油料粘度特征，选择不同结构形式的上输油孔8形式，使设备更加具备针对性和灵活适用性，满足多种市场和工程的需求。

在实施例一、二的可选方案中，如图1、2所示，进一步地，油泵还包括防脱凸起13，防脱凸起13设置在上芯轴2的侧壁，用于限制泵套4向上平移而与芯轴分离解体。在本实施例中，防脱凸起13设置在上芯轴2的侧壁，便于生产者和使用者将泵套4和芯轴扣合形成整体装置，利于包装、维护和拆换。

本发明还提供一种变频压缩机，变频压缩机安装有上述油泵。满足变频压缩机的转速在大范围内变化对泵油能力提出的新要求，上述油泵具备根据转速的变化自动调节泵油能力的功能，满足不同要求的泵油任务，同时能够达到结构简单、安装方便、压机储油量少的效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种压缩机的油泵，其特征在于，包括曲轴、芯轴和泵套；

所述芯轴包括上芯轴和下芯轴，所述上芯轴直径小，所述下芯轴直径大；

所述曲轴的下端面设置凹陷的圆柱形槽孔，所述上芯轴的侧壁过盈配合套接在所述槽孔内，所述曲轴的侧壁设置有节流孔，使所述槽孔与所述曲轴的外壁空间连通；

所述泵套贴合套接在所述上芯轴与所述下芯轴的外侧，在所述上芯轴与所述下芯轴连接的部位形成环形容腔；

所述上芯轴的侧壁设置有上输油孔，连通所述环形容腔和所述槽孔；

所述下芯轴内设置有下输油孔，连通所述环形容腔和所述下芯轴下端面外侧的空间；

将所述下芯轴的下端面伸入油池，驱动所述曲轴带动所述芯轴旋转时，润滑油能够从油池依次经过所述下输油孔、所述环形容腔、所述上输油孔、所述槽孔、所述节流孔进入所述曲轴外侧壁的空间。

2.根据权利要求1所述的压缩机的油泵，其特征在于，所述芯轴设置有沿轴线方向的溢流孔，所述溢流孔连通所述槽孔与油池。

3.根据权利要求2所述的压缩机的油泵，其特征在于，所述下输油孔为螺旋孔，所述螺旋孔由所述泵套的内壁与设置在所述下芯轴外壁上的螺旋槽配合形成。

4.根据权利要求3所述的压缩机的油泵，其特征在于，所述下芯轴的外形呈圆台体，其上端面的直径小于其下端面的直径，所述泵套的内壁贴合地套接所述下芯轴的外壁；所述泵套浮动约束在压缩机定子上，能够沿所述芯轴的轴线方向平移。

5.根据权利要求2所述的压缩机的油泵，其特征在于，所述下输油孔倾斜设置，连通所述环形容腔和油池。

6.根据权利要求1～5任一项所述的压缩机的油泵，其特征在于，还包括环槽或盲孔，所述环槽或所述盲孔设置于所述上芯轴与所述槽孔的配合面。

7.根据权利要求1～5任一项所述的压缩机的油泵，其特征在于，还包括限位凸起；所述限位凸起设置在所述泵套内腔的上沿，且向下延伸；所述限位凸起允许润滑油从所述下输油孔进入所述上输油孔。

8.根据权利要求1～5任一项所述的压缩机的油泵，其特征在于，所述上输油孔为圆环槽孔、半环槽孔或者平直的沉槽。

9.根据权利要求1～5任一项所述的压缩机的油泵，其特征在于，还包括防脱凸起，所述防脱凸起设置在所述上芯轴的侧壁，用于限制所述泵套向上平移脱离所述芯轴。

10.一种变频压缩机，其特征在于，安装有如权利要求1～9任一项所述的油泵。